[發明專利]一種帶有天窗的索網組合結構

在審

• 申請號: 201811370431.1
• 申請日: 2018-11-17
• 公開（公告）號: CN109487911A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 羅瑞華;孫瑋;劉康;侯書亮
• 申請（專利權）人: 華東建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: E04B1/34
• 分類號: E04B1/34;E04B7/14;E04D13/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于建筑工程領域的一種帶有天窗的索網組合結構，技術方案為：索網組合結構由二個以上的索網結構單元組合構成；索網結構單元由剛性構件和柔性索網構成；剛性構件作為柔性索網的邊界；柔性索網構成雙曲率拋物面；相鄰索網結構單元的剛性構件之間用多個連接桿間隔連接；連接桿圍合形成的區域為天窗；剛性構件的端點為豎向支承點。其結構特性保障了自身的自支承，不需額外豎向構件的支撐，通過結構單元的靈活組合創造的天窗滿足通風、采光的需求。

技術領域

本發明屬于建筑工程領域，尤其涉及大跨度建筑中屋蓋與天窗結合的構造。

背景技術

索網結構是由柔性受拉索及其邊緣構件所形成的承重結構，具有大跨度、小自重、省材料、易施工等優點。現有的索網結構僅僅作為建筑的屋蓋，達到對下部空間的覆蓋作用，既需要必要的額外豎向構件支承，又未能設置天窗完成屋蓋的采光、通風和排煙作用，對大跨度建筑的能耗損失影響巨大。同時，現存的索網結構以單獨的形式居多，對索網結構之間的組合缺少考慮。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種帶有天窗的索網組合結構。其結構特性保障了自身的自支承，不需額外豎向構件的支撐，通過結構單元的靈活組合創造的天窗滿足通風、采光的需求。

本發明解決問題所采用的基本技術方案為：索網組合結構由二個以上的索網結構單元組合構成；索網結構單元由剛性構件和柔性索網構成；剛性構件作為柔性索網的邊界；柔性索網構成雙曲率拋物面；相鄰索網結構單元的剛性構件之間用多個連接桿間隔連接；連接桿圍合形成的區域為天窗；剛性構件的端點為豎向支承點。

上述技術方案中，組合的各索網結構單元高度、平面尺寸相同，也可以有所變化。組合的方式可以是有間隔的，可以是接觸的，也可以是交疊的。

上述技術方案中，索網組合結構的天窗位于組合的相鄰索網結構單元的剛性構件之間。剛性構件之間的整個區域或局部區域均可設置天窗。天窗可以為固定式或者可開啟式。

基于上述技術特征，由柔性索網構成的雙曲率拋物面坡向剛性構件的端點，雨水的排水、集水裝置設置在端點處。雨水匯集于此，利用導流管件將雨水轉輸至下部的雨水收集裝置或直接排至室外，避免在頂部形成雨水滯留，同時實現雨水的收集和再利用。

基于上述技術特征，柔性索網的網格形狀為多邊形。索網結構單元的柔性索網分為承重索和穩定索，承重索承擔屋面的自重和風壓力，穩定索維持承重索的穩定和承擔風吸力。索網網格形狀為多邊形。內部的索網張拉于周邊的剛性構件上，其上可安裝透光或者不透光的屋面材料，如膜、玻璃、木材、金屬板等屋面材料。

基于上述技術特征，剛性構件為弧線形或折線形。索網結構單元的剛性構件是其內部柔性索網的支承體系，承擔內部索網的張拉力。索網結構單元的剛性邊界可以為三根以上的剛性構件圍合而成，剛性構件的形狀為折線形或弧線形。剛性構件的形式可以為桁架結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構、型鋼混凝土結構、鋼管混凝土結構。

本發明的有益效果為：

1.結構穩定性高：剛性構件承擔了索網組合結構的內部張拉力，即索網結構單元的荷載通過承重索及穩定索傳遞至剛性構件，最終到達基礎，保證了整個上部結構在多向荷載作用下的穩定性。

2.組合多樣性：本發明提供了一種索網組合結構設計的新思路，在該原則的指導下可通過尺寸計算和荷載分析，設計出多種符合結構穩定性要求的索網結構單元，再經過變形和組合，呈現出多樣化的結構形態。

3.材料適應性強：索網組合結構較輕，穩定性好，可與膜材料、玻璃材料組合形成豐富的屋面結構。

4.抗震性好：剛性構件自成一體，而索網組合結構可以提供一定程度的彈性緩沖，從而保證地震時結構單元具有理想的穩定性，表現出較高的抗震性。

附圖說明

圖1是索網組合結構的頂視平面節點詳圖。